课时分层作业4　电磁感应的案例分析

1、.课时分层作业四电磁感应的案例分析根底达标练15分钟分值：50分一、选择题此题共6小题，每题6分1多项选择给电动机接通电源，线圈受安培力的作用转动起来由于线圈要切割磁感线，因此必有感应电动势产生，感应电流方向与原电流方向相反 .就此问题，以下说法正确的选项是 【导学号：53932024】A电动机中出现的感应电动势为反电动势，反电动势会阻碍线圈的运动B假如电动机正常工作，反电动势会加快电动机的转动C假如电动机工作中由于机械阻力过大而停顿转动，就没有了反电动势，线圈中的电流会很大，很容易烧毁电动机D假如电动机工作电压低于正常电压，电动机也不会转动，此时尽管没有反电动势，但由于电压低， 不会烧毁电动

2、机AC电动机产生的反电动势会阻碍线圈的转动，A正确，B错误；电动机机械阻力过大和电压过低而停顿转动时，都会因电流过大而烧毁电动机，故C正确，D错误2如图1­4­9所示，在一匀强磁场中有一U形导线框abcd，线框处于程度面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动杆ef及线框中导线的电阻都可不计开场时，给ef一个向右的初速度，那么Aef将减速向右运动，但不是匀减速Bef将匀减速向右运动，最后停顿Cef将匀速向右运动Def将往返运动Aef向右运动，切割磁感线，产生感应电动势和感应电流，会受到向左的安培力而做减速运动，直到停顿

3、，但不是匀减速，由FBILma知，ef做的是加速度逐渐减小的减速运动，故A正确3.如图1­4­10所示，有两根和程度方向成角的光滑平行的金属轨道，间距为L，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B.一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm，那么图1­4­10A假如B变大，vm将变大B假如变大，vm将变大C假如R变大，vm将变小D假如m变小，vm将变大B当金属杆稳定时有ILBmgsin I，解vm，选项B正确4如图1­4­11所示，纸面内有一矩

4、形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小一样，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面积的电荷量为q1；第二次bc边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，那么图1­4­11AQ1>Q2，q1q2BQ1>Q2，q1>q2CQ1Q2，q1q2 DQ1Q2，q1>q2A根据功能关系知，线框上产生的热量等于抑制安培力做的功，即Q1W1F1Lb cLb cLaB同理Q2Lb c，又La

5、B>Lb c，故Q1>Q2；因qtt，故q1q2.因此A正确5.如图1­4­12所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，导轨平面与程度面的夹角为，导轨的下端接有电阻当导轨所在空间没有磁场时，使导体棒ab以平行导轨平面的初速度v0冲上导轨，ab上升的最大高度为H；当导轨所在空间存在方向与导轨平面垂直的匀强磁场时，再次使ab以一样的初速度从同一位置冲上导轨，ab上升的最大高度为h，两次运动中ab始终与两导轨垂直且接触良好，关于上述情景，以下说法中正确的选项是图1­4­12A比较两次上升的最大高度，有HhB比较两次上升的最大高度，有H&l

6、t;hC无磁场时，导轨下端的电阻中有电热产生D有磁场时，导轨下端的电阻中有电热产生D没有磁场时，只有重力做功，机械能守恒，没有电热产生，C错误；有磁场时，ab切割磁感线产生感应电流，重力和安培力均做负功，机械能减小，有电热产生，故ab上升的最大高度变小，A、B错误，D正确6.如图1­4­13所示，abcd为程度放置的平行“形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，金属杆MN倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向向右滑动金属杆滑动过程中与导轨接触良好那么 【导学号：53932025】图

7、1­4­13A电路中感应电动势的大小为B电路中感应电流的大小为C金属杆所受安培力的大小为D金属杆的热功率为B金属杆的运动方向与金属杆不垂直，电路中感应电动势的大小为EBlvl为切割磁感线的有效长度，选项A错误；电路中感应电流的大小为I，选项B正确；金属杆所受安培力的大小为FBIlB··，选项C错误；金属杆的热功率为PI2R·，选项D错误二、非选择题此题共1小题，共14分7.如图1­4­14所示，在磁感应强度B2 T的匀强磁场中，有一个半径r0.5 m的金属圆环圆环所在的平面与磁感线垂直，OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以2

8、0 rad/s的角速度绕圆心O匀速转动A端始终与圆环相接触，OA棒的电阻R0.1 ，图中定值电阻R1100 ，R24.9 ，电容器的电容C100 pF.圆环和连接导线的电阻忽略不计，那么：图1­4­141电容器所带的电荷量是多少？2电路中消耗的电功率是多少？【解析】1等效电路如下图导体棒OA产生的感应电动势为EBLBr·5 VI1 A那么qCUCCIR24.9×1010 C.2电路中消耗的电功率PI2RR25 W，或PIE5 W.【答案】14.9×1010 C25 W才能提升练25分钟分值：50分一、选择题此题共4小题，每题6分1多项选择如图1

9、­4­15所示，阻值为R的金属棒从图示ab位置分别以v1、v2的速度沿光滑导轨电阻不计匀速滑到ab位置，假设v1v212，那么在这两次过程中图1­4­15A回路电流I1I212B产生的热量Q1Q212C通过任一截面的电荷量q1q212D外力的功率P1P212AB感应电动势为BLv，感应电流I，大小与速度成正比，产生的热量QI2Rt· v，B、L、L、R是一样的，两次产生的热量比等于运动速度比；通过任一截面的电荷量qIt·，与速度无关，所以这两个过程中，通过任一截面的电荷量之比应为11；金属棒运动中受磁场力的作用，为使棒匀速运动，外力大

10、小要与磁场力相等，那么外力的功率PFvBIL·v，其中B、L、R大小相等，外力的功率与速率的平方成正比，所以外力的功率之比应为14.2.如图1­4­16所示，两根光滑的平行金属导轨竖直放置在匀强磁场中，磁场和导轨平面垂直，金属杆ab与导轨接触良好可沿导轨滑动，开场时开关S断开，当ab杆由静止下滑一段时间后闭合S，那么从S闭合开场计时，ab杆的速度v与时间t的关系图像一定错误的选项是图1­4­16ABCDB闭合S时，ab杆受的安培力FBIl，假设FG，那么杆做匀速运动，v­t图如选项A所示假设FG，那么杆的加速度ag，杆做加速度减小的减

11、速运动；当a0时，杆做匀速运动，v­t图如选项D所示假设FG，那么杆的加速度ag，杆做加速度减小的加速运动；当a0时，杆做匀速运动，v­t图如选项C所示3.如图1­4­17所示，边长为L的正方形导线框质量为m，由距磁场H高处自由下落，其下边ab进入匀强磁场后，线圈开场做减速运动，直到其上边dc刚刚穿出磁场时，速度减为ab边刚进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L，那么线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为图1­4­17A2mgL B2mgLmgHC2mgLmgH D2mgLmgHC设线框刚进入磁场时的速度为v1，那么穿出磁场时的速度v2线框

12、自开场进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L.由题意得mvmgHmvmg·2LmvQ由得Q2mgLmgH.C选项正确4如图1­4­18所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接右端接一个阻值为R的定值电阻平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停顿金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间接触良好那么金属棒穿过磁场区域的过程中 【导学号：53932026】图1­4­18A流过金

13、属棒的最大电流为B通过金属棒的电荷量为C抑制安培力所做的功为mghD金属棒产生的焦耳热为mghmgdD金属棒下滑到底端时的速度为v，感应电动势EBLv，所以流过金属棒的最大电流为I，通过金属棒的电荷量为q；抑制安培力所做的功为Wmghmgd；电路中产生焦耳热等于抑制安培力做的功，所以金属棒产生的焦耳热为mghmgd选项D正确二、非选择题此题共2小题，共26分510分做磁共振MRI检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r5.0 cm，线圈导线的截面积A0.80 cm2，电阻率1.

14、5 ·m.如图1­4­19所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，假设磁感应强度B在0.3 s内从1.5 T均匀地减为零，求：计算结果保存一位有效数字图1­4­191该圈肌肉组织的电阻R；2该圈肌肉组织中的感应电动势E；30.3 s内该圈肌肉组织中产生的热量Q.【解析】1由电阻定律得R，代入数据得R6×103 .2感应电动势E，代入数据得E4×102 V.3由焦耳定律得Qt，代入数据得Q8×108 J.【答案】16×103 24×102 V38×108 J616分如图1­4­20所示，用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ，线框每一边的电阻都相等将线框置于光滑绝缘的程度面上在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的间隔 为2l，磁感应强度为B.在垂直MN边的程度拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场在运动过程中线框平面程度，且MN边与磁场的边界平行求： 【导学号：53932027】图1­4­201线框MN边刚进